操作系统（Operating System）知识点复习——第二章操作系统概述

目录

0.前言

1.操作系统的目标和功能（Operating System Objectives and Functions）

2.操作系统的发展（The Evolution of Operating Systems）

2.1阶段一：提高昂贵计算机的使用率

2.1.1串行处理（Serial Processing: No Operating Systems ）

2.2.2简单批处理（Simple Batch Systems  ）

2.2.3多道批处理（Multiprogrammed Batch Systems）

2.3.4分时系统（Time-Sharing Systems）

2.2阶段二：PC普及

2.3阶段三：网络普及

2.4未来

3.主要成就（Major Achievements）

3.1进程（Processes）

3.2存储管理（Memory Management ）

3.3信息保护及隐私（Information Protection and Security）

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0.前言

本系列文章旨在记录操作系统的知识点，可用于期末复习，笔者理解尚浅，文中不正之处静待批正。加粗高亮部分为重点。

1.操作系统的目标和功能（Operating System Objectives and Functions）

操作系统的定义：是一个控制应用执行的程序（也是一个软件）；是一个在硬件和软件之间的接口（资源管理器）；时常放弃或重获对处理器的控制

目的：方便（Convenience）、有效（Efficiency）、扩展（Ability to evolve ）

Shell（外壳）：CLI :命令行界面（command line interface）

                          GUI:图形化用户界面（graphical user interface）

Kernel（内核）：位于主存中的部分操作系统

2.操作系统的发展（The Evolution of Operating Systems）

2.1阶段一：提高昂贵计算机的使用率

2.1.1串行处理（Serial Processing: No Operating Systems ）

特点：程序员直接与计算机硬件交互

问题：1.Scheduling（调度）2.Setup time

2.2.2简单批处理（Simple Batch Systems  ）

特点：无需用户交互；内存中一次只能有一个任务； 处理器必须等待 I/O 指令完成

中心思想：批处理；使用监视器来控制事件的顺序

新增：CPU模式：用户模式；系统模式（内核模式）

硬件特点：内存保护（Memory protection），计数器（Timer），特权指令（Privileged instructions），中断（Interrupts）

2.2.3多道批处理（Multiprogrammed Batch Systems）

多个程序驻扎在内存，当前一个任务尚未执行完，但在等待IO时，下一个任务可以先使用CPU，相当于程序1虽然整体任务没有完成，但等待IO使得它主动让出CPU给程序2，和简单批处理不同，简单批处理需要前一个任务执行完毕。等IO中断返回，则第一个任务继续执行。

2.3.4分时系统（Time-Sharing Systems）

多个用户通过终端同时访问系统

要求：处理多个交互式用户/任务

2.2阶段二：PC普及

易用性GUI/安全性

2.3阶段三：网络普及

分布式系统

2.4未来

服务云计算，大数据

3.主要成就（Major Achievements）

3.1进程（Processes）

进程的组成：可执行的代码

                      程序所需的相关数据

                      程序执行的上下文

进程一般用数据结构来实现

3.2存储管理（Memory Management ）

操作系统有5个存储管理的责任：

1. 进程隔离（Process isolation）
2. 自动分配和管理（Automatic allocation and management）
3. 模块化程序设计（Support of modular programming）
4. 保护与存取控制（Protection and access control）
5. 长期存储（Long-term storage）

虚拟内存（VM）：

允许程序员从逻辑角度处理内存问题；在执行连续进程时，一个进程被写出到辅助存储区，而后续进程被读入，这两者之间没有脱节

页（Page）：

允许进程由许多固定大小的块组成，称为页；每个页都可以位于主内存中的任何位置

3.3信息保护及隐私（Information Protection and Security）

1. Availability 不被中断
2. Confidentiality保密性
3. 授权Data integrity 不被未授权篡改
4. Authenticity认证